CN110844118A - 多孔结构压差测试试验装置及试验方法 - Google Patents

多孔结构压差测试试验装置及试验方法 Download PDF

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夏祖西
于新华
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Abstract

本发明涉及飞机测试技术领域，公开了一种多孔结构压差测试试验装置，包括用来模拟层流状态的多孔筛以及装有油液的油槽，所述多孔筛浸没在油液中。本发明还公开了一种多孔结构压差测试试验方法，通过本发明弥补了现在国内飞机发动机机舱灭火剂浓度检测技术的空白。

Description

多孔结构压差测试试验装置及试验方法
技术领域
本发明涉及飞机测试技术领域，具体涉及一种用来测试灭火剂浓度的多孔结构压差测试试验装置及试验方法。
背景技术
发动机是飞机的动力，是关系到飞机是否正常航行的重要部件。发动机灭火系统合格审定是飞机适航标准中的一项重要内容。
在发动机灭火系统合格审定中，对于发动机机舱起火时，灭火剂的灭火效果是重点审定的一个环节。为了判断灭火剂是否能够在发动机机舱起火时，及时进行灭火，可以通过对灭火剂的浓度检测来进行判断。
然而，现有在该环节中对灭火剂浓度检测的检测装置基本上都是国外制造的，且在该环节中对于灭火剂的浓度检测也多是请的国外技术人员进行操作。在国内，对于发动机机舱灭火剂喷洒浓度的检测和方法基本仍是空白技术领域，为此，本发明提供一种多孔结构压差测试试验装置来弥补这一技术空白。
发明内容
本发明意在提供一种多孔结构压差测试试验装置，以解决现在发动机机舱灭火剂浓度检测技术空白的问题。
本发明提供基础方案是：包括用来模拟层流状态的多孔筛以及装有油液的油槽，所述多孔筛浸没在油液中。
基础方案的有益效果是：
本方案通过多孔筛来模拟高空中真实的气流分层结构，通过油槽中的油液，可以使多孔筛以及经过多孔筛的空气处于恒温状态，便于模拟高空中的飞机发动机机舱起火时的真实温度，在此基础上更加准确地进行压差测试。
本发明有效弥补了我国现在在发动机机舱灭火剂浓度检测技术上的空白。
进一步，还包括与多孔筛两端分别连通的连接管和文丘里管，所述文丘里管连接有用来从发动机机舱抽取空气的真空泵；所述连接管的开口端伸进飞机发动机机舱中。
通过连接管的开口吸取飞机发动机机舱内的空气，依次通过多孔筛、文丘里管和真空泵形成气流通道。
进一步，所述多孔筛外套接有外壳；所述多孔筛内设置有多个分别与连接管和文丘里管连通的细管。
通过多孔筛中的细管，能够模拟出高空中的层状气流，使试验环境更加真实。
进一步，所述多孔筛包括与外壳同轴的套管，所述细管设置在所述套管内。
通过套管，将所有细管安装在一起。
进一步，所述外壳和套管之间设置有用来对多孔筛进行加热的加热件。
通过加热件对多孔筛加热，使其保持在恒定温度中。
进一步，所述外壳外设置有用来对外壳和多孔筛进行加热的加热件。
通过外壳外设置的加热件对多孔筛加热，使其保持在恒定温度中。
进一步，所述多孔筛的上方连通有两个弯管；两个弯管具有水平方向相对的开口；在两个弯管开口之间设置有压力传感器。
两个弯管与多孔筛的连接位置是固定的，因此两个弯管从多孔筛上连通气流的位置是确定的，通过压力传感器测得压力差，再利用已经形成的灭火剂浓度和空气压力差对应表能够计算出所测空气中灭火剂的浓度。
本发明还提供了一种多孔结构压差测试试验方法，包括以下步骤：
步骤一，将多孔结构压差测试装置连接管的多个开口端均匀安装在飞机发动机机舱内；
步骤三，启动加热件，对多孔筛加热，将经过多孔筛被抽取的空气加热到恒定温度；
步骤二，喷洒灭火剂，启动真空泵从飞机发动机机舱内抽取含有灭火剂的空气，使空气经过与真空泵连通的多孔筛；
步骤四，通过两个弯管，压力传感器检测多孔筛内的空气压力差。
其中，在步骤二中，在启动加热件后保持30分钟，使多孔筛内的空气达到恒定温度。
本方法的优点在于：
本方法通过真空泵从发动机机舱抽取含有灭火剂的空气，并使其经过多孔筛，多孔筛通过加热件的加热使其达到恒定温度，能够模拟发动机机舱内的真实环境，再通过对多孔筛内的空气进行压力差测试，能够做到操作方便且测试准确的目的，最重要的是通过多孔筛能够有效模拟飞机发动机机舱在起火后的真实环境，有利于提高测试的精准度。
进一步，在步骤二之前，将已经测得浓度的灭火剂通入飞机发动机机舱内，依次经过步骤二、步骤三和步骤四，得到该灭火剂浓度对应的空气压力差；多次向飞机发动机机舱内通入不同浓度的灭火剂，得到多组灭火剂浓度和空气压力差对应数据，形成灭火剂浓度和空气压力差对应表。
通过直接购买的国家标准物质中心购买标准浓度的灭火剂进行通入到飞机发动机机舱中，测出经过多孔筛的空气压力差，形成灭火剂浓度和空气压力差的对应数据进行标定。多次标定浓度和压差，形成灭火剂浓度和空气压力差对应表，根据需要也可以形成灭火剂浓度和空气压力差对应曲线。
进一步，在步骤四之后，在步骤四之后，根据获取的空气压力差对照灭火剂浓度和空气压力差对应表计算出空气中灭火剂的浓度。
本方法没有直接测试空气中灭火剂的浓度，而是通过先测试空气压力差，再由压力差换算成浓度，压力测试操作更加简单，测试结果更加准确。通过这种方法测得的灭火剂的浓度更加精准。
而相比起灭火剂浓度和空气压力差对应表，灭火剂浓度和空气压力差对应曲线更加地直观准确，当获得的是灭火剂浓度和空气压力差曲线的时候，直接通过测得的空气压力差，可以从曲线图中直接读取对应的灭火剂浓度。
所述多孔筛内设置有多根细管；在步骤二中，多孔筛通过细管将被抽取的空气形成层状气流。
通过多孔筛，能够将抽取的空气模拟高空中的层状气流，使测试更加真实准确。
附图说明
图1为本发明多孔结构压差测试试验装置实施例一的结构示意图。
图2为本发明多孔结构压差测试试验装置实施例一在去掉油槽的前侧壁和左侧壁后的结构示意图。
图3为本发明多孔结构压差测试试验装置实施例一中多孔筛的结构示意图。
图4为图2在装载油液后的正视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：盖子11、槽体12、T型管13、文丘里管21、连接管22、核心件23、套管241、连接头242、细管243、真空泵25、温度传感器26。
实施例一
实施例一基本如附图1和附图2所示：多孔结构压差测试试验装置，安装在飞机发动机机舱内壁上，包括用来抽取发动机机舱内空气形成气体循环的气体通道部，用来为气体通道部提供恒定温度的保温部以及用来对空气中灭火剂浓度进行监测的检测部。
气体通道部，包括用来与发动机机舱内空气连通的连接管22，与连接管22连通的核心件23，与核心件23连通的文丘里管21，以及文丘里管21连接的真空泵25。连接管22连通有多根用来吸取发动机机舱内空气的吸气管，每个吸气管都有一个进气口，每个进气口被均匀固定在发动机机舱的内壁上，使各个吸气管能够均匀吸收发动机机舱内的空气。使测试更加准确。
核心件23包括从外到里包括套在一起的外壳和多孔筛。连接管22和文丘里管21通过连通的多孔筛形成气流通路。如图3所示，多孔筛包括套管241，套管241的两端分别螺纹连接有连接头242，通过两个连接头242使多孔筛与连接管22和文丘里管21连通。套管241内轴向放置有多根均匀分布的细管243，用来模拟层状气流。
保温部，包括包裹气体通道部的油槽，还包括设置在核心件23外壳和套管241之间用来对套管241加热的加热件；本实施例中的加热件为热敏电阻；油槽包括顶端的盖子11和被盖子11盖住的槽体12，所述槽体12内盛装有用来淹没核心件23、连接管22和文丘里管21的油液。
检测部，包括穿过外壳与多孔筛连通，将多孔筛中的气流向上引出的两个弯管，两个弯管的出口正相对，在两个弯管之间连通有T型管13，T型管13具有三个开口，其中两个开口分别与两个弯管的开口螺纹连接，另一个开口从盖子11上的通孔伸出盖子11，用来将T型管13中各个电子器件的连接导线引出。在两个弯管之间安装的用来检测气流中灭火剂浓度的浓度检测器就安装在T型管13内。
利用上述多孔结构压差测试试验装置来检测灭火剂浓度时，具体采用以下方法:
首先，将多孔结构压差测试装置的吸气管按照标准规定，均匀安装在发动机机舱内壁的各个位置上，本实施例中均匀地将多孔结构压差测试试验装置的吸气管安装在十二个位置上。
然后，启动保温部，使气体流通部的核心件23保持在恒定温度范围；本实施例中保温部保持核心件23的恒定温度为121摄氏度，在这个温度下更加有利于模拟真实起火温度来检测灭火剂的浓度。首先，通过加热件将核心件23中多孔筛加热到121摄氏度，然后通过油槽内的油液，使核心件23一直处于这个温度中，使经过多孔筛中的气流能够一直处于这个温度中。
第三，喷洒灭火剂，使真空泵25按照一定速度想发动机舱外抽空气，使气体通道部中流通含有灭火剂的气流；本实施例中，真空泵25以5L/min的速度抽取空气。
第四，启动检测部，通过从气体通道部两个位置获取的含有灭火剂的气流，检测两者之间的压力差，通过已经获得的灭火剂浓度和空气压力差对应表或者灭火剂浓度和空气压力差对应曲线计算出空气中的灭火剂浓度。其中，检测部，先通过弯管连通靠近连接管22和靠近文丘里管21的分层气流，通过安装到两个弯管之间的压力传感器检测到两处气流之间的压力差，再通过已经得到的灭火剂浓度和空气压力差对应表或者灭火剂浓度和空气压力差对应曲线，就能够快速得到此时空气中的灭火剂浓度，完成检测试验。按照现有标准要求，当灭火剂浓度在一定范围内，认为灭火剂灭火效果良好。
如图4所示，油槽中装的油液浸没整个多筛管、连接管22和文丘里管21，使整个气体通道内都能保持恒定的温度。为了测试温度，在油液中安装有温度传感器26。通过文丘里管21，能够保证多筛管内的气体流速，更加精确地模拟层流状态，能够弥补与之连接的真空泵25可能因为转速带来的流速差异。
为了使测试效果更佳精准，本实施例中多孔筛长50毫米，其中里面的细管243管径选用0.5毫米，真空泵25抽真空的流速为5L/min。在测试时，油液温度适中保持在121摄氏度左右，充分利用油液的保温性能，又避免油液达到沸点。
本方案没有直接对飞机发动机机舱内的灭火剂浓度进行检测，而是通过气体通道部先将含有灭火剂的空气抽取出来，再通过气体通道部两个位置中气体的压力差，利用获得的灭火剂浓度和空气压力差对应表或者灭火剂浓度和空气压力差对应曲线来计算被抽取空气中的灭火剂浓度；相比起直接检测浓度，检测压力差能够更加简单和精准，由此计算出来的浓度误差也更小一些。同时，保温部使被抽取出来的空气处于恒定温度中，能够很好地模拟飞机发动机机舱起火时的高温情景，使测试试验更加真实有效。
其中，灭火剂浓度和空气压力差对应表或者灭火剂浓度和空气压力差对应曲线，按照以下步骤获得：
首先，将直接从国家标准物质中心购买至少50种不同标准浓度的灭火剂；
然后，将每一种标准浓度的灭火剂通入到飞机发动机机舱中，按照前面的步骤，测出含有该标准浓度灭火剂的空气经过多孔筛的空气压力差，得到一个灭火剂浓度和空气压力差的对应数据；
第三，将每种标准浓度灭火剂都依次通入到飞机发动机机舱中，经过多孔结构压差测试试验装置得到对应的一组灭火剂浓度和空气压力差对应数据，将这些对应数据通过对照表的形式做成一一对应的灭火剂浓度和空气压力差对应表；或者将这些对应数据每组的灭火剂浓度和空气压力差分别看作是点的横坐标和纵坐标，将每组灭火剂浓度和空气压力差对应数据看作是一个点，依次连接各组对应数据形成的点，形成灭火剂浓度和空气压力差对应曲线。
实施例二
与实施例一的不同之处在于，本实施例中加热件安装在多孔筛及其外壳的外侧。本实施例中的加热件为加热电阻片，加热电阻片贴在油槽的槽体12上，具体地可以贴在槽体12的底面和侧面，通过对油槽中油液的加热，来对油液中浸没的多孔筛、连接管22和文丘里管21加热，使通过其中的空气加热到恒定温度。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.多孔结构压差测试试验装置，其特征在于：包括用来模拟层流状态的多孔筛以及装有油液的油槽，所述多孔筛浸没在油液中。
2.根据权利要求1所述的多孔结构压差测试试验装置，其特征在于：还包括与多孔筛两端分别连通的连接管和文丘里管，所述文丘里管连接有用来从发动机机舱抽取空气的真空泵；所述连接管的开口端伸进飞机发动机机舱中。
3.根据权利要求2所述的多孔结构压差测试试验装置，其特征在于：所述多孔筛外套接有外壳；所述多孔筛内设置有多个分别与连接管和文丘里管连通的细管。
4.根据权利要求3所述的多孔结构压差测试试验装置，其特征在于：所述多孔筛包括与外壳同轴的套管，所述细管设置在所述套管内。
5.根据权利要求4所述的多孔结构压差测试试验装置，其特征在于：所述外壳和套管之间设置有用来对多孔筛进行加热的加热件。
6.根据权利要求4所述的多孔结构压差测试试验装置，其特征在于：所述外壳外设置有用来对外壳和多孔筛进行加热的加热件。
7.根据权利要求1所述的多孔结构压差测试试验装置，其特征在于：所述多孔筛的上方连通有两个弯管；两个弯管具有水平方向相对的开口；在两个弯管开口之间设置有压力传感器。
8.多孔结构压差测试试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，将多孔结构压差测试装置连接管的多个开口端均匀安装在飞机发动机机舱内；
步骤二，启动加热件，对多孔筛加热，将经过多孔筛被抽取的空气加热到恒定温度；
步骤三，喷洒灭火剂，启动真空泵从飞机发动机机舱内抽取含有灭火剂的空气，使空气经过与真空泵连通的多孔筛；
步骤四，通过两个弯管，压力传感器检测多孔筛内的空气压力差。
9.根据权利要求8所述的多孔结构压差测试试验方法，其特征在于：在步骤二之前，将已经测得浓度的灭火剂通入飞机发动机机舱内，依次经过步骤二、步骤三和步骤四，得到该灭火剂浓度对应的空气压力差；多次向飞机发动机机舱内通入不同浓度的灭火剂，得到多组灭火剂浓度和空气压力差对应数据，形成灭火剂浓度和空气压力差对应表。
10.根据权利要求9所述的多孔结构压差测试试验方法，其特征在于：在步骤四之后，根据获取的空气压力差对照灭火剂浓度和空气压力差对应表计算出空气中灭火剂的浓度。
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